🔖

【Isaac Sim × Isaac Lab入門】#2 PythonでIsaac Simの3D環境に直方体を配置し、重力を付与する

2025/04/04に公開

以下の記事にて、Isaac Simに空のシーンを表示することができた。

https://zenn.dev/kprn/articles/57dea2a3951bd3
今回はPart2として、公式チュートリアルを参考に、
Pythonスクリプトで、Isaac Sim上に「地面」「ライト」「直方体」を配置する
直方体にRigid Bodyを付与し、重力に従って直方体を落下させる
ことを試してみる。
Rigid Bodyとは？Rigid Bodyとは、物理的な力が加わっても、変形しない物体のことを指す。
Rigid Bodyが付与された直方体は、どんなに外力がかかっても、形が変化しない。
Rigid Bodyが付与されていない物体は、他の物体とぶつかることや、重力に従って落とすことはできない。
Rigid Bodyを付与すると、その物体に質量や摩擦、反発係数などを設定でき、物理的なシミュレーション（例えば物体を落下させるなど）が行えるようになる。
（参考）
この記事の内容を実施すると、以下のように
空中に固定された直方体（立方体）
重力によって落下する直方体（立方体）
の2つを作成することができる。

https://youtu.be/GE8GKiGBCJk

 手順
 手順1. Pythonスクリプトの作成前回までの手順と同様に、C:\Users\{ユーザ名}\work\python_scriptsディレクトリの中に、create_object.pyというPythonスクリプトを作成する。
C:\Users\{ユーザ名}\work\
├─ IsaacLab
└─ python_scripts
   └─ create_empty_scene.py
   └─ create_object.py
そしてcreate_object.pyの中に、以下のコードを貼り付ける。
今回のコード create_object.py
import argparse
from isaaclab.app import AppLauncher


# ステップ0. 引数を受け取る
parser = argparse.ArgumentParser(description="Tutorial on spawning prims into the scene.")
AppLauncher.add_app_launcher_args(parser)
args_cli = parser.parse_args()

# ステップ1. シミュレータの起動
app_launcher = AppLauncher(args_cli)
simulation_app = app_launcher.app

# ステップ2. Isaac Simからモジュールをインポート
import isaaclab.sim as sim_utils


def create_scene():
    """
    空のシーン内に地面、ライト、直方体を配置する
    """

    # 地面を配置
    cfg_ground = sim_utils.GroundPlaneCfg()
    cfg_ground.func("/World/defaultGroundPlane", cfg_ground)

    # ライトを配置
    cfg_light_distant = sim_utils.DistantLightCfg(
        intensity=3000.0,
        color=(0.75, 0.75, 0.75),
    )
    cfg_light_distant.func("/World/lightDistant", cfg_light_distant, translation=(1, 0, 10))

    # Rigid Bodyを付与していない（=視覚的な）直方体を配置
    cfg_cuboid_visual = sim_utils.CuboidCfg(
        size=(0.5, 0.5, 0.5),
        visual_material=sim_utils.PreviewSurfaceCfg(diffuse_color=(0.0, 0.0, 1.0)),
    )
    cfg_cuboid_visual.func("/World/Objects/CuboidDeformable_visual", cfg_cuboid_visual, translation=(0.0, -0.5, 1.5))

    # Rigid Bodyを付与した直方体を配置
    cfg_cuboid_physics = sim_utils.CuboidCfg(
        size=(0.5, 0.5, 0.5),
        rigid_props=sim_utils.RigidBodyPropertiesCfg(rigid_body_enabled=True),
        mass_props=sim_utils.MassPropertiesCfg(mass=1.0),
        collision_props=sim_utils.CollisionPropertiesCfg(),
        visual_material=sim_utils.PreviewSurfaceCfg(diffuse_color=(0.0, 1.0, 0.0)),
    )
    cfg_cuboid_physics.func("/World/Objects/CuboidDeformable_physics", cfg_cuboid_physics, translation=(0.0, 0.5, 1.5))


# ステップ3. シミュレーションコンテキストの設定
sim_cfg = sim_utils.SimulationCfg(dt=0.01, device=args_cli.device)
sim = sim_utils.SimulationContext(sim_cfg)

# ステップ4. ビューポートを映すカメラの位置・注視点を設定
sim.set_camera_view([3.0, 0.0, 2.5], [-0.5, 0.0, 0.5])

# ステップ5. 地面、ライト、直方体をシーンに配置
create_scene()

# ステップ6. シミュレーションの実行
sim.reset()
while simulation_app.is_running():
    sim.step()

# ステップ7. シミュレーションを終了
simulation_app.close()
このコードは、公式のコードを参考に、ステップが分かりやすくなるように整理したものである。
コードの詳細は、今後別記事にて説明する。

 手順2. 実行前の事前準備Isaac SimとIsaac Labを実行する事前作業として、パスを通す。
コマンドプロンプト上で、以下を実行する。
cd C:\Users\{ユーザ名}\work\IsaacLab
set ISAACSIM_PATH="C:/isaacsim"
set ISAACSIM_PYTHON_EXE="%ISAACSIM_PATH:"=%\python.bat"
isaaclab.bat --install

 手順3. 実行コマンドプロンプト上で、以下を実行する。
isaaclab.bat -p ..\python_scripts\create_object.py
実行が成功すると、Isaac Simが起動し、以下のように空中に固定された青い直方体と、重力に従って落下する緑色の直方体が表示される。

https://youtu.be/GE8GKiGBCJk
シミュレーションを終了するときは、
コマンドプロンプトで「Ctrl+C」を押す
シミュレータ画面を「×ボタン」で消す
のどちらかを実行する。

 Next Action今回はPythonスクリプトによって、Isaac Simで直方体を配置することや、Rigid Bodyを付与し、重力で落下させることができた。
今後の記事では、落下中の直方体の位置を取得することや、カメラを操作して撮影する方法などを検討する。

手順

手順1. Pythonスクリプトの作成

手順2. 実行前の事前準備

手順3. 実行

Next Action

Discussion